PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 7 do ITA 2026
Texto-base das questões 01 a 12 · 1ª fase
Convenções: Considere o sistema de coordenadas cartesiano, a menos que haja indicação contrária.
\mathbb{R} : denota o conjunto dos números reais.
\mathbb{C} : denota o conjunto dos números complexos.
i : denota a unidade imaginária, i^2 = -1.
\overline{z} : denota o conjugado do número complexo z.
]a, b[ : denota o intervalo aberto de todos os x \in \mathbb{R} com a < x < b.
Considere as matrizes
A matriz A^{31} \times B é igual a
- A\begin{bmatrix} -\dfrac{\sqrt{2}}{4}(\sqrt{3} - 1) \\[1em] -\dfrac{\sqrt{2}}{4}(1 + \sqrt{3}) \end{bmatrix}.
- B\begin{bmatrix} -\dfrac{\sqrt{2}}{4}(1 - \sqrt{3}) \\[1em] -\dfrac{\sqrt{2}}{4}(1 + \sqrt{3}) \end{bmatrix}.
- C\begin{bmatrix} \dfrac{1 - \sqrt{6}}{2\sqrt{2}} \\[1em] \dfrac{1 + \sqrt{6}}{2\sqrt{2}} \end{bmatrix}.
- D\begin{bmatrix} \dfrac{\sqrt{6} - 1}{2\sqrt{2}} \\[1em] \dfrac{1 + \sqrt{6}}{2\sqrt{2}} \end{bmatrix}.
- Enenhuma das alternativas anteriores.
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Resolução comentada
A matriz A tem a forma de uma matriz de rotação: \begin{bmatrix}\cos\theta & -\sen\theta\\ \sen\theta & \cos\theta\end{bmatrix} com \cos\theta=\sqrt3/2 e \sen\theta=1/2, ou seja, \theta=30^\circ. Elevar A à potência n equivale a rotacionar n vezes, então A^{n} é a rotação de n\cdot 30^\circ.
- A^{31} é a rotação de 31\cdot 30^\circ=930^\circ.
- Reduzindo: 930^\circ-720^\circ=210^\circ.
- B=\begin{bmatrix}\sqrt2/2\\ \sqrt2/2\end{bmatrix} é o vetor unitário a 45^\circ.
- A^{31}B é o vetor unitário a 45^\circ+210^\circ=255^\circ.
Calculando as coordenadas:
Fatorando \sqrt2/4:
Isso coincide com o vetor da alternativa A: primeira entrada -\frac{\sqrt2}{4}(\sqrt3-1) e segunda -\frac{\sqrt2}{4}(1+\sqrt3).
Alternativa A.
Por que as outras alternativas estão erradas
- BA primeira entrada tem sinal trocado: -(1-\sqrt3)=\sqrt3-1 é positiva, mas \cos255^\circ é negativa.
- CTem módulo diferente de 1 e entradas de sinais opostos, incompatíveis com um ângulo de 255^\circ (cosseno e seno negativos).
- DEntradas positivas e de módulo maior que 1, impossível para um vetor unitário no terceiro quadrante.
- EExiste alternativa correta, a A.
Assuntos: matriz de rotação, potência de matrizes, trigonometria.
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Fonte: ITA 2026 · 1ª fase. Prova oficial ↗